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它需要一个恒定的系统延迟Δtsyst,直到穿过阈值的信号通过滤波器,例如,这里的Δtsyst为15~16μs。此外,将出现最长为2μs的随机延迟相位,直到下一次采样发生且比较器翻转。当霍尔开关反复翻转时,该随机延迟被称为采样抖动Δtsampling。
采样抖动可由峰-峰值或均方根(RMS)值描述。在2μs采样间隔内,由峰-峰值描述的HAL 15xy传感器的Δtsampling=±1μs。所有时间点被发现的几率是相同的(概率分布形状像个“盒子”)。这样,其RMS的典型值 Δtsampling为0.58μs、最大值为0.72μs,比竞争产品具有更好性能。
对HAL 15xy系列产品来说,其采样比较器选为工作在500 kHz采样速率,以保证典型的采样抖动被可靠地限制在±1μs。此类设计支持在比较器内采用动态补偿抑制,从而提升了HAL 15xy传感器磁性阈值的整体精度。
另外,该传感器有一个独特的前端设计,通过使用金属掩模编程,在不增加采样抖动的情况下,可实现对低通滤波器的带宽在3kHz和93kHz间的灵活定义。一方面,较小的带宽增大了信号路径的系统延迟;但另一方面,也降低了开关的阈值噪声、提高了精度。更高带宽的情况与上述正好相反。归功于该特性, HAL 15xy系列可针对具有快速动态或静态磁场要求的应用进行客户定制。
无滤波的采样霍尔开关
像 Micronas的HAL 5xy系列等霍尔开关,采用的是没有滤波IC的设计。根据顾客喜好,没有滤波的低延迟特性对快速响应有吸引力,但代价是噪声阈值的增加。对这样的霍尔开关来说,采样抖动仍然存在,但因没有滤波器加入,其系统延迟没有了。图5显示了此类开关的一般动态行为。
图5:没有滤波的采样霍尔开关的延迟。
这就是为什么HAL 5xy传感器随机延迟的峰-峰值Δtsampling,pp=±8μs,而RMS值Δtsampling,rms.=±4.6μs,这一对比,凸显了同样来自Micronas的其继任产品HAL 15xy的更佳性能。
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